海天重器 | 我国海洋卫星十年发展取得了哪些成果？

靶诘主 · 发表于每日资讯 2022-12-3 19:34:59

海洋是资源的宝库、交通的要道、全球气候变化的调节器，在我国经济社会发展中的战略地位日渐显著。

　　2002年，伴随着“海洋一号”的成功发射，我国结束了没有海洋卫星的历史，进入了空间海洋遥感新阶段。“认识海洋、经略海洋都离不开海洋观测。

风、波、浪、流、潮等，需要借助海洋卫星才能精细地做出分析和判断。”自然资源部国家卫星海洋应用中心党委书记、主任林明森说。

　　党的十八大以来，我国陆续发射高分三号、中法海洋卫星、海洋一号C/D、海洋二号B/C/D等多颗海洋卫星，形成多星组网运行，多站接收的格局，监测范围覆盖我国陆海、海岛礁以及极地、大洋。

　　这些海洋卫星各有特色、优势互补，形成了海洋卫星三大系列组网观测，并实现业务运行，支撑我国生态文明建设，服务全球气候变化应对，为国家安全、“一带一路”建设等方面提供相应保障……此外，以中法海洋卫星为代表，我国与欧洲、东盟、非洲等国家和地区开展了国际合作，提供了成规模、成建制卫星遥感观测服务。

星座组网提升能力

　　国家卫星海洋应用中心副主任刘建强介绍，海洋卫星根据不同要素的探测技术能力与特点、时间与空间分辨率、覆盖范围与监测频次要求设计，按用途分为三类，包括海洋水色环境、海洋动力环境、海洋监视监测等系列卫星。海洋卫星与海洋站、雷达、浮潜标、海底观测网、志愿船、断面调查等多手段协同观测，连续长期获取全球海洋生态环境、动力环境参数，是全球海洋立体观测网的重要组成部分。

　　海洋水色环境系列卫星(又称海洋一号系列卫星)用于海洋水色、水温、海岸带观测。在海洋一号A星和B星完成使命后，2018年9月7日，海洋一号系列第3颗卫星海洋一号C星由长征二号丙火箭送入预定轨道，开启了我国自然资源卫星陆海统筹发展的新征程。2020年6月11日，海洋一号D星也成功发射。双星组网，配置了相同的5个有效载荷——海洋水色水温扫描仪、海岸带成像仪、紫外成像仪、星上定标光谱仪、船舶自动识别系统，构建了我国第一个海洋业务卫星星座。

　　与海洋一号A星和B星相比，海洋一号C星和D星观测精度、观测范围、使用寿命均有大幅提升，实现了海洋水色观测能力的升级换代。双星上、下午组网观测后，观测能力较单星提升1倍，实现了全球海洋1天2次观测覆盖能力，每天可获取2幅全球海洋水色、植被指数遥感图和4次海面温度产品，大幅提高对全球海洋水色、海岸带资源与生态环境的有效观测能力。

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■ 海洋一号D效果图

海洋动力环境系列卫星(又称海洋二号系列卫星)用于海面风场、浪高、海面高度、海面温度等多种海洋动力环境参数监测。2021年5月19日，海洋二号D星成功发射，与已经在轨运行的海洋二号B星和海洋二号C星“三星组网”，构建了我国首个海洋动力环境卫星星座，实现对全球海面高度、有效波高、海面风场、海面温度的全天时、全天候、高精度观测，直接为灾害性海况预警预报提供实测数据，为海洋防灾减灾、海洋权益维护、海洋资源开发、海洋环境保护、海洋科学研究以及国防建设等提供支撑服务。

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■海洋二号C/D效果图

海洋监视监测系列卫星(又称高分三号系列卫星)用于全天候全球海洋和陆地信息的监视监测。2022年4月7日，我国在酒泉卫星发射中心，用长征四号丙运载火箭成功发射高分三号03星。高分三号03星发射入轨后与在轨运行的高分三号、高分三号02星组网，标志着我国首个海洋监视监测雷达卫星星座建成。该系列卫星实现1米分辨率、1天重访部分区域，是我国实施海洋开发、进行陆地环境资源监测和应急防灾减灾的重要技术支撑，提升了我国雷达卫星海陆观测能力，为海洋防灾减灾、海洋动力环境监测、海洋科学研究以及减灾、国土、环保、水利、农业和气象等领域提供有力保障和有效支撑。

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■高分三号02(一米C-SAR)效果图

支撑生态文明建设

　　赤潮是影响我国近岸海洋生态的主要因素之一，严重时甚至危害人类健康。2021年2月14日，海洋一号C/D卫星上午和下午分别捕捉到北部湾大面积赤潮。2月15日，自然资源部南海局、自然资源广西卫星应用技术中心组织相关单位现场验证，派出监测队伍在涠洲岛以西海域巡视采样。监测人员实验分析得出结论：此次异常区受夜光藻影响，浓度值达赤潮预警浓度。

　　卫星监测与现场调查相互协调、相互配合，使得此次赤潮应急监测和海洋生态环境预警取得了良好效果。国家卫星海洋应用中心与自然资源部南海局、省级卫星应用技术中心联动机制基本形成。

　　这样的赤潮监测，对于海洋卫星来说，仅仅是众多应用中的一项。夏季，每当浒苔绿潮发生，海洋一号系列卫星立即开展监测，不仅可以识别表层浒苔，还能观测到水下信息，再结合高分三号系列卫星与陆地卫星，实现对黄东海每天一次监测，为防控浒苔提供更有效、更有力的支撑。每当冬季严寒侵袭，渤海海域出现海冰冰情，有时阻碍海上交通运输，有时影响海上石油平台生产，有时影响其他构建物安全。海洋一号C/D卫星成为渤海海冰监测主力，实现了三天两次、局部一天一次的监测频次，提供专题遥感产品。

　　作为海洋水色卫星业务星，海洋一号系列卫星在轨运行以来，五大载荷显神通，在海上养殖、海上风电、珊瑚岛礁、红树林、滨海湿地、河口港湾、围填海、核电站海水出入口环境变化、内波、涡旋、水下地形以及陆地植被、湖冰、油菜、水稻、黑土地、沙漠、光伏发电、积雪、冰川、江河湖泊等资源生态环境业务化或应急监测中应用效果显著，获取的数据已经在渤海海冰、黄东海绿潮、近岸赤潮、溢油污染、南北极海冰、冰山漂移、台风、湖泊蓝藻、洪涝灾害、森林火灾、沙尘暴、火山喷发与浮石漂移等灾害监测中发挥重要作用，使我国在海洋水色遥感领域跻身国际先进行列，为我国生态文明建设提供了强有力的保障。
应对海洋灾害

　　每年沿海台风多发，给沿海地区和人民带来不同程度的危险和威胁时，海洋卫星便立即“秣马厉兵”，进入“战斗”状态。海洋一号组网卫星通过有关数据和图像，可以得到全球台风、气旋分布与位置，根据时序图像可得到台风云系影响范围和移动路径，并结合海洋二号和中法海洋卫星风场数据，为海洋灾害预警报提供准确的信息。

　　2021年7月中旬，台风“烟花”在菲律宾吕宋岛东部海域生成。7月19日8时，中央气象台将“烟花”升格为强热带风暴。7月20日14时，中央气象台将“烟花”升格为台风，第二天上午又升格为强台风。

　　一时间，我国沿海地区严阵以待。海洋二号B星、C星、D星、中法海洋卫星结合组网的海洋一号C星、D星，立即瞄准“烟花”，开展了连续观测，实时定位台风的位置、强弱等，勾勒出台风的移动路径，为国家有关部门和沿海地区有效应对台风及时提供着数据信息。

　　“烟花”体态庞大、水汽充足，自浙江登陆后一路北上，先后影响了浙江、上海、江苏、安徽、山东、河南、北京、天津、河北、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江等省(区、市)。海洋卫星持续将台风相关监测数据信息提供相应部门和管理机构，为海洋灾害预警报和防灾减灾提供有效的服务。

　　国家卫星海洋应用中心科技与国际合作处处长邹斌介绍，类似这样的海洋卫星服务防灾减灾的应对比比皆是。太空组网的多个海洋卫星为河南洪涝、山西洪涝、云南火灾、青海地震、泰国洪涝、浒苔打捞等应急事件提供了及时的数据保障。

　　截至目前，海洋卫星已经在生态环境要素和典型生态灾害监测中发挥了不可替代的作用，实现了海洋水色、水温等生态因子的高频次、长时序全球覆盖监测。海洋卫星通过实时监测、及时发现、全程跟踪我国海域内的绿潮、赤潮、溢油等典型海洋生态灾害，获取分布情况、掌握演变趋势，第一时间为海洋生态灾害预警、防控、处置和评估等工作提供关键技术支撑，为海洋生态环境质量和海洋生态系统分布格局、现状与演变分析提供了准确的基础信息。
海洋卫星遥感应用服务

　　2021年4月27日，巴拿马籍货船“义海”轮与利比里亚籍泊油船“交响乐”轮在山东青岛附近海域发生碰撞，导致油船一货舱受损溢油。国家卫星海洋应用中心立即启动应急监测程序，利用高分三号等卫星国内外遥感数据开展跟踪监测，迅速将油膜分布区、扩散程度、点位坐标等数据信息和图像提供给相关部门，为现场清污和事故处置提供了决策依据。

茫茫海洋，风险无处不在，时常会有突发事件，海上目标监视与安全生产事故应急监测是保证海洋安全的重要方面之一。林明森表示，为更好地保障我国海上船舶和石油平台安全、海洋权益维护以及应对全球气候变化，在规划、设计海洋卫星时，就充分考虑了要做好国家重大战略支撑。

　　党的十八大以来，已形成星座的高分三号卫星、高分三号02星和高分三号03星，组网成为海洋监视监测系列卫星，依托在此基础上研发的“SAR和AIS联合海上目标监视监测系统”(SAR即合成孔径雷达，AIS即船舶自动识别系统)，为我国海上船舶、石油平台安全、海洋权益维护、应对全球气候变化提供了重要的信息数据保障。

　　在海洋权益维护方面，海洋卫星获取的海岛礁人工设施、海上船舶、海上油气平台监视数据，为海洋权益维护提供了信息服务和辅助决策支持。在海洋综合管理上，海洋卫星通过获取海岸变迁、海岸带地质与生态环境、海岸人工设施、海域使用功能区划等监测数据，为海岸带综合管理与海域使用管理提供了重要的客观依据。

　　海洋卫星获取的高分辨率海浪、海面风场、浅海水下地形、中尺度涡和锋面数据，为全球海洋动力环境研究提供支撑，为沿海核电站、海外重大工程论证和运行开展海洋环境监测。

　　海洋卫星面向极地科学考察、两极航线开展遥感监测，构建极地卫星遥感监测体系，服务极地航线安全与保障、全球气候变化应对;积极开展大洋合同区卫星遥感监测，实施全球海平面、海底地形监测，提供逐月环境监测报告。这些为支撑深海、极地发展贡献了重要数据资料保障。

　　此外，海洋卫星在伏季休渔期海上非法捕捞渔船监测、重点船舶应急监测、我国国际海底合同矿区作业船舶信息监测、海上油气平台监测等诸多常规和应急任务中得到了应用。
服务“一带一路”

　　2018年，一颗中国与法国合作的海洋卫星牵动着两国人民的心。这颗卫星就是中法海洋卫星，当年10月29日8时43分在酒泉卫星发射中心发射成功。这不仅是我国与法国合作研制的首颗卫星，也是中国航天和海洋史上第一次与先进宇航国家开展系统级、全流程的合作。

　　刘建强介绍，中法两国的科研人员认识到，合作发展是人类共同进步的必然趋势。在研制过程中，双方开展多次试验，解决了多项难题。

　　中法海洋卫星首次实现了全球范围海浪方向谱和海面风场的大面积、连续、同步观测，科学数据由双方地面接收站和数据中心协同获取、处理、发布并互为备份。

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■中法海洋卫星效果图

2020年2月，中法两国宣布中法海洋卫星数据向全世界开放共享。两年多来，已有法国、中国、德国、英国、西班牙、美国、俄罗斯、印度、日本、澳大利亚、南非等75个国家和地区的1099个科研团队使用该卫星数据进行科学研究和业务应用。法国国家太空研究中心卫星项目经理卡斯提安说：“中法两国首次携手，都从对方身上学习到了很多。这是一次共赢的合作，彼此都会变得更加‘富有’。”

　　中法海洋卫星工程的圆满实施，展现了两国携手应对全球气候变化和防灾减灾、构建“人类命运共同体”和“海洋命运共同体”的实际行动和实践探索。自此，我国海洋卫星进一步走向国际合作舞台，服务“一带一路”建设……多面开花、成效明显：参与申报并获批了联合国“海洋十年”海洋与气候协作中心;与阿根廷空间活动委员会签署了关于卫星数据应用合作的谅解备忘录，持续向阿根廷提供海洋二号卫星数据;参与中国-东盟海洋科技研发中心、中国-东盟卫星中心、中非卫星中心建设;深入推进与欧洲气象卫星组织的数据交换、海洋二号卫星数据落地接收和科学合作等等。

　　卫星俯瞰地球，海洋连通世界。2002年至2022年，廿年奋斗成体系;2012年至2022年，十年九星组网成。经济社会发展需要海洋卫星，监测海上风云变幻离不开海洋卫星。当前，海洋一号E星、海洋盐度探测卫星在研，“十四五”期间，还有4颗业务卫星列入规划等待立项，更有新一代极轨海洋动力、高轨海洋海岸带监视监测、高轨微波遥感卫星等3颗卫星正在开展关键技术攻关。

　　林明森表示，海洋是生命的摇篮，风雨的故乡，要认识海洋、经略海洋离不开海洋卫星。随着我国海洋强国战略不断深入，海洋卫星必将更好地应用服务于经济社会发展和海洋强国建设的各个领域。

　　巡天瞰海握重器，经略蔚蓝志图强。
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